OPTIMIZACIÓN DEL DISEÑO EN MAQUINARIAS E

Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura
Universidad Nacional de Rosario
OPTIMIZACIÓN DEL DISEÑO EN MAQUINARIAS E INSTALACIONES
AGRÍCOLAS ORIENTADO A LA MANIPULACIÓN DE GRANOS
Código: ING287
Período: 2010-2013
Director: Medina, Mabel A
E-mail: [email protected]
Integrantes: Mattara, Mario; Ponso, Ricardo R; Nardón, Gustavo F; Bourges, Gaston
Objetivos
En este proyecto se propone como objetivo general el desarrollo de nuevos conocimientos y herramientas
aplicables a mejorar la calidad y eficiencia de las máquinas y equipos agrícolas e instalaciones de manipulación
de granos.
Se proponen mejoras en los procesos y en el diseño de maquinarias agrícolas y transporte de granos, basadas
en la experiencia y bibliografía disponibles y además se prevé incorporar nuevos conocimientos a partir de los
resultados de las investigaciones a realizar. Estos nuevos conocimientos surgen de la aplicación de la mecánica
computacional, ya sea al testeo de elementos como a la simulación de trayectorias de granos. El problema no
es de fácil abordaje debido a la gran dispersión en cuanto a las características y propiedades de los granos.
Teniendo en cuenta los antecedentes y las experiencias realizadas, se proponen como objetivos específicos:
1. Mejorar el diseño de cabezales distribuidores y conductos de transporte de semillas en sembradoras del tipo
“air drill”.
1.1 Diseñar cabezales distribuidores que permitan una distribución de mezcla aire-semilla homogéneo,
permitiendo controlar el flujo de semillas.
1.2 Disminuir el atascamiento de semillas de geometrías alejadas de la esférica, en sistemas de transporte y
distribución de semillas.
1.3 Optimizar el rendimiento energético en cabezales distribuidores y sistemas de transporte de semillas.
2. Modelizar las trayectorias de granos para realizar las siguientes aplicaciones:
2.1. Calcular la trayectoria de granos en conductos pertenecientes a transportadores neumáticos de máquinas y
equipos agrícolas.
2.2 Determinar numéricamente las velocidades de sustentación y fuerzas de arrastre de granos en conductos
verticales.
3. Evaluar mediante la simulación numérica partes de los cuerpos de siembra (disco dosificador y tubo de
descarga) existentes en las sembradoras. Proponer modificaciones en función de los resultados obtenidos.
Resumen Técnico
El presente proyecto es de índole tecnológico destinado a la implementación de conocimientos de la física
matemática en la mejora concreta de maquinaria agrícola, transferible a los fabricantes del sector.
Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura
Universidad Nacional de Rosario
Este proyecto tiene como objetivo general mejorar la calidad y eficiencia de las máquinas y equipos agrícolas e
instalaciones de manipulación de granos. Para ello se proponen como objetivos específicos: mejorar el diseño
de cabezales distribuidores y dosificadores de semillas en sembradoras del tipo “air drill”, modelizar las
trayectorias de granos en conductos y por último evaluar mediante la simulación numérica partes de los cuerpos
de siembra (disco dosificador y tubo de descarga) existentes en las sembradoras, proponiendo mejoras y
continuando con los desarrollos realizados durante el proyecto anterior.
La metodología de trabajo será de tipo teórico numérico con apoyo en lo experimental. Los resultados de las
simulaciones numéricas se ajustarán con los datos experimentales, para obtener una herramienta numérica de
diseño.
En las sembradoras “air drill” las semillas son transportadas desde un tanque y conducidas por una corriente de
aire, a través de mangueras, hasta un distribuidor y de allí a los cuerpos de siembra. Para lograr el objetivo de
la uniformidad en la llegada de semillas al surco, se prevé analizar el distribuidor realizando simulaciones
numéricas y experiencias en prototipos de laboratorio, utilizando los conocimientos de mecánica de los fluidos,
fenómenos de transporte y simulación numérica junto con los conocimientos tecnológicos sobre maquinaria
agrícola.
En los sistemas de siembra de precisión resulta de gran importancia optimizar el trayecto que realizan los
granos en los componentes del cuerpo de siembra. Como caso particular podemos mencionar la trayectoria de
los granos dentro del tubo de descarga. La misma es influenciada por factores como: velocidad de siembra,
velocidad de rotación del dosificador, tipo de dosificador utilizado, etc. Para la simulación de la trayectoria se
proponen algoritmos numéricos cuyos resultados deberán ser corroborados mediante ensayos realizados en
bancos de pruebas. Cuando se analicen impactos, los modelos propuestos surgirán del tratamiento estadístico
de los datos obtenidos en ensayos realizados en bancos de pruebas específicos.
Disciplina: Ingeniería
Especialidad: Mecánica
Palabras Clave: sembradora - transporte neumático - flujo a dos fases - dosificador - simulación numérica